Experimental and Numerical Studies on Heat/Smoke Behavior due to a Fire on Underground Subway Platform (II) - Numerical Approach -

지하철 역사 승강장 화재발생시 열/연기 거동 분석을 위한 실험 및 수치 연구(II) - 수치적 접근 -

  • 장희철 (중앙대학교 대학원) ;
  • 김태국 (중앙대학교 기계공학부) ;
  • 박원희 (한국철도기술연구원 궤도.토목연구본부) ;
  • 김동현 (한국철도기술연구원 궤도.토목연구본부)
  • Published : 2006.09.30

Abstract

In this study the flow characteristics of smoke and heat on a bank type platform of the underground subway station are studied numerically by considering two different emergency operation modes. Effects of the natural flow through the tunnel and the stair ways are considered in the numerical simulations by using the measured velocities presented in Part I as the boundary condition. Distributions of heat, smoke, visible range and toxic gas on the platform are analysed for different smoke extraction flowrates corresponding to the two different emergency operation modes. The numerical results show that the extraction flowrate affects the smoke control performance significantly by improving the smoke removal performance as the extraction flowrate is increased.

본 연구는 상대식 지하철 역사에서 화재발생시 작동되는 두 가지 환기팬 풍량에 의한 열 및 연기 분포 특성 예측을 위하여 수치해석적 연구를 수행하였다. 터널연결부에서 발생되는 자연풍, 배기구 유속 및 온도 등 PART I에서 얻은 계측값을 경계조건으로 입력하였다. 배연용량에 따른 승강장 내의 열, 연기, 가시거리 그리고 유독가스 분포를 파악하기 위하여 2가지 경우를 고려하였다. Case I에서는 해당역사 현장에서 계측한 값을 Case II에서는 국가화재 안전기준(National Fire Safety Codes, NFSC 501)에서 제시한 배연량을 사용하였다. 수치해석 결과에서 보여주듯이 배기구의 유속 크기는 화재에 의한 열 및 연기유동에 크게 영향을 미치는 것을 알 수 있으며, 배연 풍량이 클수록 높은 제연효과를 나타내는 것을 확인 할 수 있었다.

Keywords

References

  1. 장희철, 김태국, 박원희, 김동현, '지하철 승강장 화재발생시 자연풍 및 강제배연이 연기 확산에 미치는 영향 연구', 한국방재학회, 2005년도 학술대회 발표논문, pp.589-594(2005)
  2. 장희철, 김태국, 박원희, 김동현, '지하역사에서 화재 발생시 자연풍 및 강제배연의 유무에 따른 열 및 연기거동 특성 연구', 한국화재.소방학회 논문지, 제19권, 제1호, pp.80-86(2005)
  3. 이동호, 유지오, '지하철 화재시 본선터널 환기시스템에 따른 열 및 연기배출특성', 한국화재.소방학회 논문지, 제17권, 제2호, pp.62-69(2003)
  4. McGrattan, K, 'Fire Dynamics Simulator (Version 4) Technical Reference Guide', NIST(2005)
  5. Huggett, C., 'Extimation of the Rate of Heat Release by Means of Oxygen Consumption Measurements', Fire and Materials, Vol. 4, pp.61-65(1980) https://doi.org/10.1002/fam.810040202
  6. 일본 총무성 소방청, '지하 철도 화재 대책 토론회 보고서'(2004)
  7. National Fire Codes, 'Guide for Smoke Movement System in Malls, Atria and Latge Area', NFPA 92B, 2005 Edition
  8. 제연설비의 화재안전 기준(National Fire Safety Codes, NFSC 501), '화재안전기준', 행정자치부고시 제2004-6호 (2004)